Java 语言程序设计

第一章 Java 语言概述

本章主要内容： 1.1 Java 的起源 1.2 Java 语言的特点（重点） 1.3 Java 的运行机制（难点） 1.4 程序设计算法及描述 1.5 Java 程序的开发过程

推荐参考书 Thinking in Java ， Bruce Eckel

中文译名： Java 编程思想网上很容易搜到电子书，中英文都有。

The JavaTM Tutorial ， SUN

SUN 公司自己维护的 Java 入门，不过好像没有中文版。

Introduction To Java Programming (core/comprehensive version) ， Y. Daniel Liang

中文译名： Java 程序设计导论

推荐网络资源 http://java.sun.com/

SUN 公司 Java 语言官方支持站点。

1.1Java 的起源 从 Oak 到 Java ，无心插柳的典范 1995 年，美国 Sun Microsystems 公司正式向

IT 业界推出了 Java 语言，同年 Java 入选 PC Magazine 当年十大优秀科技产品

Java ？ What is Java ？因为它活泼，有生气，快速，交互……这个名字不是一个缩写，但它是一个暗示，许多程序员都喜欢喝很多这种热的，芬芳的东西。

1.2Java 语言的特点 创建一种面向对象的程序设计语言，而不是面向过程

的语言； 提供一个解释执行的程序运行环境，使程序代码独立

于平台； 吸收 C 和 C ＋＋的优点，使程序员容易掌握； 去掉 C 和 C ＋＋中影响程序健壮性的部分，使程序

更安全，例如指针、内存申请和释放； 实现多线程，使得程序能够同时执行多个任务 提供动态下载程序代码的机制； 提供代码校验机制以保证安全性；

1.3Java 语言的运行机制 Java 只能被编译成字节码文件 (.class) ，然后由 J

ava 虚拟机负责解释执行。换句话说， Java 不能直接生成可执行文件（例如 exe ）。• Java 不直接生成 exe 的原因，在于不同平台的 exe 是不兼容的。为了移植性，只好牺牲一下执行速度了（ exe 执行方式比解释执行方式快 ) 。• 显然，不同的平台，对应的 JVM 是不同的。

图 1.1 Java 程序与虚拟机

Java 虚拟机是 Java 语言的基础，它是 Java技术的重要组成部分。 Java 虚拟机是一个抽象的计算机，它具有一个指令集并使用不同的存储区域。它负责执行指令，还要管理数据、内存和寄存器。 Java 解释器负责将字节代码翻译成特定机器的机器代码。

Java 技术由 Java 源程序、 Java 字节码文件、Java 虚拟机和 Java 类库 (Java API) 等四个方面组成。 Java 又可分为编译环境和运行期环境。

图 1.2　 Java技术的组成

在 Java 编译环境，编写好一个 Java 源程序（ .Java ），经 Java 编译器编译成字节码文件（ .class ）后，保存在磁盘。

在 Java 运行期环境，首先通过类装载器把编译好的字节码文件 *.class 及源程序中所引用了的类库Java API 的字节码文件一并装载到内存方法区。

无用内存自动回收机制

在 C ＋＋语言中是由程序员进行内存回收的，程序员需要在编写程序的时候把不再使用的对象内存释放掉。

在 Java 运行环境中，始终存在着一个系统级的线程，专门跟踪内存的使用情况，定期检测出不再使用的内存，并进行自动回收，避免了内存的泄露，也减轻了程序员的工作量。

1.4 程序设计算法及描述 一般说来，利用高级语言编程、解决具体问题

时，要经过若干步骤，主要有：分析具体问题、确定算法、编程、编辑、编译和运行。

什么是算法呢，简单地说，程序设计算法就是用计算机解决问题的方法和步骤。

描述算法的方法有很多，主要有：自然语言、流程图、盒图、伪代码、程序语言等。

流程图的基本符号如图 1.3所示。

图 1.3 流程图的基本符号

用流程图表示的三种基本结构如图 1.4 所示

图 1.4 三种基本控制结构

认识几个名字 application program interface (API)

应用程序接口。用于 Java 开发的一大堆预定义的类和接口，由sun 公司发布，不同版本的 Java ， API略有不同

Java Development Toolkit (JDK)Java 开发工具包，目前最新版本是 6 （也称为 1.6 版）；此外每一次的小升级，都会有一个子版本号出来。比如 jdk-6u14-windows-i586.exe 的 JDK ，主版本号是 6 ， u14表示 update 14 ，即第 14次的小升级版

integrated development environment (IDE)集成开发环境，用于开发 Java 程序的著名 IDE 有 NetBeans 、 Eclipse等等

JDK 的一家 J2EE ： Java2 Enterprise Edition J2SE ： Java2 Standard Edition J2ME ： Java2 Micro Edition

1.5 Java 程序的开发过程 1.5.1 JDK 的下载与安装 1. 下载 JDK ，下载地址： http://java.sun.com/ 2. 安装 JDK （没啥技术含量，一直 next就可以了 ） 3. 设置三个环境变量（在我的电脑点右键→属性→高级→环境变量，最好设置在系统变量中）1. 变量名： JAVA_HOME （一般不存在，要自己添加）变量值： JDK 的实际安装目录，如 C:\jdk1.6.0_02

2. 变量名： path （一般已存在，请修改原值）变量值：在原值的最前面加%JAVA_HOME%\bin;

3. 变量名： classpath （一般已存在，请修改原值）变量值：在原值的最前面加 .;%JAVA_HOME%\lib;

友情提醒：这是个英文句号，表示当前目录

Java 的开发工具 身出名门的 IDE

正派 netBeans （推荐指数：★★★★★） JBuilder （推荐指数：★★★） VisualAge （推荐指数：★★）

旁门 Visual J++ （推荐指数：☆）

开源的 IDE （ http://www.eclipse.org/ ） Eclipse （推荐指数：★★★★★）

命令行开发方式 UltraEdit/EditPlus + JDK

（推荐指数：★★★★）

Java 的注释/* 第一种格式注释，块注释*/public class HelloJava { public static void main(String args[ ]) { System.out.println("Hello Java!"); } // 第二种格式注释，行注释}/** 第三种格式注释，块注释，用于自动生成程序的帮

助文档*/

1.5.2 一个简单的 Java 程序 下面程序是在屏幕上输出一行文字。

小结： 1. 一个 Java 程序至少有一个类 class 2. 一个类可以拥有一个 main函数，这个 main函数是程序

运行的入口

Java 开发步骤（ 3 步）1. 编辑源文件 (.java)

2. 编译成字节码文件 (.class)

3. 启动虚拟机运行 .class 文件

一个例题 用 Java 很容易在对话框上显示文字：

import javax.swing.JOptionPane;

public class Welcome { public static void main(String[] args) { JOptionPane.showMessageDialog(null, "Welcome to Java!"); } }

运行一下上面那个程序1. 打开记事本，贴上那些代码，然后，千万千万，要把源文件命名为： Welcome.java

2. 进入 DOS ，爬到 Welcome所在目录，然后编译它（ javac表示 java compile ）：javac Welcome.java

3. 然后运行它：java Welcome

关于 Java 的源文件命名规则 Java 源文件不能随便取名，它一定要取这个文件中 p

ublic class 的那个 class 名，包括大小写也必须是一样的！例如上面的例子，源文件名一定要叫Welcome.java 。

所以每一个 Java 源文件至少有一个 class ，可以有很多个 class ，但是只能有一个 public class 。

为什么有这么奇怪的规定？因为每一个 class 都可以有自己的 main函数，而 main函数就是程序的入口，因此 JVM 只会进入 public class所拥有的那个 main函数开始运行。